Зниження викидів оксидів азоту в процесі спалювання палива погіршеної якості в пиловугільних парових котлах - Автореферат

Спалювання палив в топках пиловугільних котельних агрегатів погіршеної якості вимагає впровадження ряду заходів, спрямованих на збереження надійності роботи обладнання та техніко-економічних показників з однієї сторони, і зниження шкідливих викидів в довкілля ТЕС з другої. Дисертація присвячена розробці методів аналізу економічності та зниження рівня викидів оксидів азоту в процесі спалювання низькосортних палив у пиловугільних топках парових котлів. Не зважаючи на наявні фундаментальні дослідження з даної тематики залишаються не вирішеними задачі впливу режимних факторів на техніко-економічні показники і зниження рівня шкідливих викидів, зокрема оксидів азоту, які утворюються внаслідок спалювання різних видів палива, в т. ч. вугілля погіршеної якості. Спалювання палив в топках пиловугільних котельних агрегатів погіршеної якості вимагає впровадження ряду заходів, спрямованих на збереження надійності роботи обладнання та техніко-економічних показників з однієї сторони, і зниження шкідливих викидів в довкілля ТЕС з другої. Для її здійснення у дисертаційній роботі були поставлені такі задачі: аналіз стану спалювання непроектних (низькоякісних) палив в енергетичних котлах, підвищення ефективності їх роботи та зниження викидів оксидів азоту в атмосферу;У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертації і сформульовано мету та задачі дослідження, визначено наукову новизну та практичне значення роботи, представлено відомості про реалізацію одержаних результатів, апробації, публікації. У першому розділі проводиться огляд та аналіз сучасного стану проблеми спалювання палива погіршеної якості в топках пиловугільних котельних агрегатів, а також розглядаються шляхи підвищення ефективності зниження генерації оксидів азоту при спалюванні такого палива. Виконаний огляд науково-технічної інформації дозволив зробити такі основні висновки: 1 - особливістю оксиду є те, що утворення його в значній мірі залежить від організації топкового процесу, чим можна забезпечити зниження його виходу в певних межах. 3 - реалізація апробованих технічних рішень для кожного конкретного котла і виду палива представляє нову задачу, в якій не можливо прогнозувати як ефект зниження оксидів азоту, так і прояв негативних наслідків - зниження надійності і економічності обладнання. Виявлені три основних механізми окислення азоту при спалюванні енергетичних палив: а) окислення молекуляргного азоту повітря в зоні максимальних температур з утворенням так званих “термічних” оксидів (механізм Я. Б.Залежність концентрації оксидів азоту на виході з котла від його паропродуктивності і коефіцієнта надлишку повітря з достатньою точністю описується поліномом другого степеня: де - коефіцієнт, який відображає розподіл повітря по висоті топки котла (враховує кількість повітря в зоні активного горіння і на виході з топки ) ; - паропродуктивність котла, т/год; - константи. Експериментальна частина роботи передбачала поетапне виконання поставленої задачі: 1 - перший етап включав дослідження з виявлення впливу режимних параметрів на надійність і економічність котла і, відповідно, визначення чутливості до режимних змін втрат тепла з відхідними газами, теплосприйняття в топці, температури газів на виході з топки і концентрації оксидів азоту на виході з котла. Внаслідок цього, кінцевий вигляд залежностей між змінами режимних параметрів (m), економічних і екологічних показників роботи парового котла, зокрема температурою відхідних газів Jвідх, втратою тепла з відхідними газами q2, ККД ”брутто”, температурою газів на виході з топки і концентрацією оксидів азоту на виході з котла в загальному випадку запишеться: =f1 (m) ; q2=f2 (m) ; =f3 (m) ; =f4 (m) ; =f5 (m), де m - загальне позначення режимних параметрів. Чутливість, що представляє собою відношення зміни, наприклад, концентрації оксидів азоту на виході із топки до зміни збурюючого режимного параметра, визначалась з графічних залежностей концентрації оксидів азоту на виході з котла до цього ж режимного параметра при різних навантаженнях парового котла: де - чутливість зміни концентрації оксидів азоту на виході з котла на відхилення режимних параметрів. Наприклад, для випадку зміни азоту в паливі , вираз для зміни концентрації оксидів азоту на виході з котла запишеться: мг/м3, де - зміна концентрації оксидів азоту на виході з котла при зміні азоту в паливі ; - відхилення вмісту азоту в паливі від прийнятого при розрахунку поправок до концентрації оксидів азоту.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Івасик Я. Ф. Деякі особливості роботи котла ТП-92 за триступеневою схемою спалювання органічного палива // Вісник Державного університету “Львівська політехніка”. Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. -1997. -№318. -С. 34-38.

Івасик Я. Ф. Визначення та нормування викидів паливних оксидів азоту котла ТП-92 // Экотехнологии и ресурсосбережение. -1998. -№1. -С. 43-45.

Івасик Я. Ф., Мисак Й. С., Ясиновський Б. І. Дослідження роботи котла під час спалювання органічного палива за триступеневою схемою // Энергетика и электрификация. -1996. -№6. -С. 7-10.

Ивасык Я. Ф., Мысак И. С. Снижение выбросов оксидов азота с дымовыми газами на котле ТП-92 // Экотехнологии и ресурсосбережение. -1996. -№5-6. -С. 70-73.

Исследование работы котла ТП-92 при ступенчатом сжигании топлива / Я. Ф. Ивасык, И. С. Мысак, Ф. О. Гут и др. // Защита атмосферного воздуха от вредных выбросов ТЭС. Первая американо-украинская конференция. -Киев, 9-10 сентября 1996г. -С. 278-279.

Екологічні проблеми і дослідження роботи котла ТП-92 при спалюванні вугілля та природного газу по триступеневій схемі / Й. С. Мисак, П. О. Гут, Я. Ф. Івасик і ін. // Вісник Державного університету “Львівська політехніка”. Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. -1995. -№291. -С. 36-40.

Биковець Р. А., Гут П. О., Івасик Я. Ф. Викиди оксидів азоту з димовими газами котлів. Методика розрахунку. ГКД 34. 02. 303-96. / Міністерство енергетики та електрифікації України. -К. : УНВО “Енергопрогрес”, 1996. -22с.

Исследование влияния технологических и конструктивных факторов котла на изменение содержания оксидов азота / И. С. Мысак, А. К. Павлышев, Я. Ф. Ивасык и др. // Электрические станции. -1997 -№1. -С. 28-31.

Мысак И. С., Ивасык Я. Ф. Исследование работы котла ТП-92 при сжигании в топке природного газа после внедрения схемы трехступенчатого сжигания топлива // Энергетика. Изв. ВУЗОВ и энерг. объед. СНГ. -1997. -№5-6. -С. 65-68.

Мисак Й. С., Івасик Я. Ф. Проблеми використання низькоякісних палив на ТЕС України // Вісник Державного університету ’’Львівська політехніка"" до 100-річчя кафедри “Теплотехніка і ТЕС” (1898-1998). -1999. -№365. -С. 20-24.

Мисак Й. С., Івасик Я. Ф., Янко П. І. Деякі проблеми в експлуатації ТЕС України та методи їх вирішення // Вісник Державного університету ”Львівська політехніка”. Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. -1999. -№378. -С. 51-54.

Мисак Й. С., Івасик Я. Ф. Визначення зміни питомих викидів оксидів азоту з використанням рівнянь у ”малих відхиленнях” // Энергетика и электрификация. -1999. -№7. -С. 46-49.

Мисак Й. С., Івасик Я. Ф., Гумницький Я. М. Вплив режимних параметрів парового котла на вихід оксидів азоту при спалюванні вугілля за триступеневою схемою // Энергетика и электрификация. -2000. -№2. -С. 13-16.

Мисак Й. С., Івасик Я. Ф., Демчук І. А. Методика визначення впливу режимних параметрів на величину концентрації в димових газах котла // Энергетика и электрификация. -2000. -№4. -С. 41-44.